EP3941797A1 - Rail system with rail, coding system, mobile part that can be moved along the rail and method for operating a rail system - Google Patents

Rail system with rail, coding system, mobile part that can be moved along the rail and method for operating a rail system

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Publication number
EP3941797A1
EP3941797A1 EP20706942.8A EP20706942A EP3941797A1 EP 3941797 A1 EP3941797 A1 EP 3941797A1 EP 20706942 A EP20706942 A EP 20706942A EP 3941797 A1 EP3941797 A1 EP 3941797A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rail
sensor
distance
segment
coding
Prior art date
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Pending
Application number
EP20706942.8A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas Maier
Mario EPP
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Original Assignee
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SEW Eurodrive GmbH and Co KG filed Critical SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Publication of EP3941797A1 publication Critical patent/EP3941797A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or vehicle trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or vehicle trains
    • B61L25/025—Absolute localisation, e.g. providing geodetic coordinates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or vehicle trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or vehicle trains
    • B61L25/026—Relative localisation, e.g. using odometer

Definitions

  • Rail system with rail, coding system and mobile part that can be moved along the rail and method for operating a rail system
  • the invention relates to a rail system with a rail, a coding system and a mobile part that can be moved along the rail, and to a method for operating a rail system.
  • a mobile part can be implemented as a rail vehicle and can reach various rail positions in a rail system. It is also known that rails are profile parts, that is, have a constant cross section that cannot be changed in the direction of the rails.
  • a system with a moving body is known from DE 60 2005 002 386 T2.
  • the invention is therefore based on the object of simply and reliably determining a rail position.
  • the object is achieved in the rail system according to the features specified in claim 1 and in the method in the features specified in claim 13.
  • the coding system has segments arranged one behind the other in the direction of the rail, which are fastened to the rail, in particular screwed, wherein the mobile part has a sensor for determining the distance between the sensor and the segment of the coding system that is closest to the sensor, each segment having a coding area and a detection area.
  • the rail can be produced as a profile part, that is to say with a constant invariable cross section in the rail direction, and the rail position can nevertheless be determined by a distance measurement in the direction of the rail because the segments in
  • Rail direction have a variable height and / or wall thickness.
  • the segments on the rails are in an area outside the running surface of the wheels of the
  • Detection area of the segment a position on the segment can be uniquely assigned to each measured distance.
  • the coding area by determining the changes in distance when the sensor traverses the coding area, the coding and thus identification information that is uniquely assigned to the segment can be determined.
  • a rail position is stored for each piece of identification information in a list in the memory of an evaluation unit.
  • an absolute rail position of the mobile part can be determined.
  • the rail has a running surface on which a wheel of the mobile part can be rolled, the segment being spaced from the running surface.
  • the surface of the detection area of the respective segment is on a straight line that is aligned parallel to the rail direction and intersects the sensor, has a particularly shortest distance that decreases monotonically in the rail direction, in particular proportional to the rail length and / or to the coding area of the Segment-related distance decreases.
  • a rail position can be uniquely assigned to the distance in the detection area.
  • the rail is a profile part, in particular
  • the distance from the sensor is determined recurring over time and the sensor is connected to an evaluation unit via a data transmission channel to forward the values of the distance recorded by the sensor, the evaluation unit being used as a means for determining the rail position of the sensor and / or the mobile part acts.
  • the evaluation unit can be arranged on the mobile part or stationary. In the latter case, however, a
  • each segment is assigned a coding area, in particular for the individual identification of the segment in the rail system.
  • identification information can be assigned to each segment.
  • the coding region has a height profile which has regions in succession in the rail direction, in particular adjacent regions, the smallest distance of which from the straight line in the rail direction has successively different discrete values.
  • Identification information can be coded by means of the height profile of the segment.
  • the areas in the rail direction are preferably of the same length, so in particular each area has the length A / N, where A is the length of the coding area in the rail direction, where N is the number of areas of the coding area.
  • the magnitude of the difference between the shortest distances measured in relation to the straight line between two areas that are closest to each other is less than m * A / N, where A is the length of the coding area in the direction of the rail,
  • N is the number of areas of the coding area
  • m is the gradient of the segment in the detection area, i.e. the amount of the quotient from the change in distance in relation to the straight line and the length of the detection area measured in the direction of the rail.
  • the senor detects the distance recurring in time with such a repetition rate and the speed of the mobile part is limited in such a way that the amount of change in distance related to the straight line within the coding area is much greater than in the remaining detection area of the segment.
  • the generated by the sensor is evaluated
  • Sensor signal that is, the distance values detected by the sensor, determines the change in the distance values, in particular where the sensor is the distance to the closest to the sensor
  • the segment is determined in a periodically recurring manner, in particular, and the associated change amount is determined when the detected distance value changes.
  • Coding area is distinguishable.
  • an odometric system for detecting the rail position of the mobile part is also provided, in particular with a running wheel rolling on the or another running surface.
  • the advantage here is that the reliability of the determination of the rail position can be increased.
  • Important features of the method for operating a rail system are that when the mobile part is moved, in a first method step the segment is identified from the distance values determined in the coding area, in particular from the changes in the distance values determined in the coding area, and an associated segment is identified from a memory
  • the distance to the coding area of the segment is determined from the distance determined by the sensor in the detection area and from the distance and the rail position assigned to the segment
  • the advantage here is that a simple and reliable determination of the rail position can be carried out. Because the segment is mechanically robust and therefore stable against environmental influences.
  • the rail position assigned to the segment can be determined in the coding area and the position of the mobile part relative to a point on the segment can be determined in the detection area.
  • the rail position of the mobile part is also determined odometrically.
  • the advantage here is that the security of the position determination can be improved. Further advantages result from the subclaims.
  • the invention is not restricted to the combination of features of the claims. For the person skilled in the art, there are further sensible possible combinations of claims and / or individual claims
  • the rail system has a rail and a mobile part designed as a rail vehicle and movable along the rail.
  • the mobile part has wheels that roll on a running surface of the rail.
  • the rail is made as a profile part, in particular an extruded profile part.
  • the rail thus has a cross section that is independent of the rail position, in particular that is always the same in the rail direction.
  • a sensor 1 is attached to the mobile part and functions as a distance measuring device in that it determines the distance between sensor 1 and a coding system attached to the rail.
  • the coding system is attached to the rail outside the running surface, in particular screwed on by means of screws.
  • the coding system consists of preferably metallic segments, which in
  • Rail direction are arranged one behind the other, in particular each touching one another or regularly spaced from one another.
  • Each segment has the length X and has a coding area, in particular the coding area having the length A, where A is smaller than X.
  • a detection area 3 in which the wall thickness of the segment in the rail direction increases proportionally to the rail length, in particular the distance to the coding area 2 of the respective segment. This increase, which is proportional to the length of the rail, i.e. the decrease in the distance to a through the sensor 1
  • the wall thickness is the thickness of the segment, which is measured perpendicular to the rail direction, in particular in the direction of the sensor 1, in particular in the direction of that straight line which runs through the sensor 1 perpendicular to the rail direction.
  • the coding area 2 has a height profile, that is to say a profile of the wall thickness seen in the rail direction, which has different discrete values one after the other in the rail direction.
  • the coding area 2 has the length A in the direction of the rail and contains N plateaus, that is to say codes N discrete distance values.
  • the plateaus are preferably of the same length in the direction of the rails, so in particular each of the plateaus has the length A / N.
  • the coding is preferably carried out in such a way that the difference between two next adjacent plateaus is smaller than m * A / N.
  • the coding area 2 is clearly recognizable together with the sensor 1. This is because the change per rail length is much greater within the coding area 2 than in the rest of the detection area 3 of the segment.
  • the evaluation of the sensor signal generated by the sensor takes place by determining the change in the distance values.
  • the sensor 1 detects the distance to the segment closest to the sensor 1 in a regularly recurring manner. If the detected distance value changes in the process, the associated change amount is determined.
  • the amount of change can be used to determine whether the
  • Coding area 12 or the detection area 3 is detected by the sensor 1.
  • a coding area 2 is assigned to each segment.
  • the coding area 2 is first passed over for each segment and the segment can thus be individually identified. Then the distance between sensor 1 and the segment is determined in the detection area and the distance value determined in this way
  • an odometric sensor is additionally provided on the mobile part, which preferably has a running wheel rolling on the rail, the angular position of which can be used as an odometrically determined rail position.

Abstract

The invention relates to a rail system with a rail, a coding system, a mobile part that can be moved along the rail and a method for operating a rail system, wherein the coding system has segments arranged behind one another in the rail direction, which are secured to the rail, in particular screwed onto same, wherein the mobile part has a sensor for determining the distance between the sensor and the next adjacent segment of the coding system to the sensor, wherein each segment has a coding region and a detection region.

Description

Schienensystem mit Schiene, Codiersystem und entlang der Schiene bewegbarem Mobilteil und Verfahren zum Betreiben eines Schienensystems Rail system with rail, coding system and mobile part that can be moved along the rail and method for operating a rail system
Beschreibung: Description:
Die Erfindung betrifft ein Schienensystem mit Schiene, Codiersystem und entlang der Schiene bewegbarem Mobilteil und ein Verfahren zum Betreiben eines Schienensystems. The invention relates to a rail system with a rail, a coding system and a mobile part that can be moved along the rail, and to a method for operating a rail system.
Es ist allgemein bekannt, dass ein Mobilteil als Schienenfahrzeug ausführbar ist und verschiedene Schienenpositionen in einem Schienensystem erreichen kann. Außerdem ist bekannt, dass Schienen Profilteile sind, also einen in Schienenrichtung unveränderlichen konstanten Querschnitt aufweisen. It is generally known that a mobile part can be implemented as a rail vehicle and can reach various rail positions in a rail system. It is also known that rails are profile parts, that is, have a constant cross section that cannot be changed in the direction of the rails.
Aus der DE 21 24 089 A ist als nächstliegender Stand der Technik eine Einrichtung bei Schienenbahnen zur Informationsübertragung von der Strecke auf die Fahrzeuge bekannt. From DE 21 24 089 A, the closest prior art is a device in railways for the transmission of information from the route to the vehicles.
Aus der DE 41 02 812 A ist die Einrichtung zum Feinpositionieren eines From DE 41 02 812 A the device for fine positioning is a
schienengebundenen Fahrzeuges an einem vorgegebenen Haltepunkt bekannt. rail-bound vehicle known at a predetermined stopping point.
Aus der DE 60 2005 002 386 T2 ist ein System mit bewegendem Körper bekannt. A system with a moving body is known from DE 60 2005 002 386 T2.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schienenposition einfach und sicher zu bestimmen. The invention is therefore based on the object of simply and reliably determining a rail position.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Schienensystem nach den in Anspruch 1 und bei dem Verfahren in den in Anspruch 13 angegebenen Merkmalen gelöst. According to the invention, the object is achieved in the rail system according to the features specified in claim 1 and in the method in the features specified in claim 13.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Schienensystem mit Schiene, Codiersystem und entlang der Schiene bewegbarem Mobilteil sind, dass das Codiersystem in Schienenrichtung hintereinander angeordnete Segmente aufweist, die an der Schiene befestigt sind, insbesondere angeschraubt sind, wobei das Mobilteil einen Sensor zur Bestimmung der Distanz zwischen dem Sensor und dem zum Sensor nächstbenachbarten Segment des Codiersystems aufweist, wobei jedes Segment einen Codierbereich und einen Erfassungsbereich aufweist. Important features of the invention in the rail system with rail, coding system and mobile part that can be moved along the rail are that the coding system has segments arranged one behind the other in the direction of the rail, which are fastened to the rail, in particular screwed, wherein the mobile part has a sensor for determining the distance between the sensor and the segment of the coding system that is closest to the sensor, each segment having a coding area and a detection area.
Von Vorteil ist dabei, dass die Schiene als Profilteil, also mit in Schienenrichtung konstantem unveränderlichem Querschnitt herstellbar ist und trotzdem die Schienenposition durch eine Distanzmessung in Richtung auf die Schiene bestimmbar ist, weil die Segmente in The advantage here is that the rail can be produced as a profile part, that is to say with a constant invariable cross section in the rail direction, and the rail position can nevertheless be determined by a distance measurement in the direction of the rail because the segments in
Schienenrichtung eine veränderliche Höhe und/oder Wandstärke aufweisen. Somit sind die Segmente an die Schienen in einem Bereich außerhalb der Lauffläche der Räder des Rail direction have a variable height and / or wall thickness. Thus, the segments on the rails are in an area outside the running surface of the wheels of the
Mobilteils befestigbar und geben einen Maßstab für Distanz. Da die Höhe des Segments mit proportional zur Schienenposition, insbesondere also linear, anwächst, ist im Handset and provide a measure of distance. Since the height of the segment increases proportionally to the rail position, in particular linearly, im
Erfassungsbereich des Segments jeder gemessenen Distanz eine Position an dem Segment eineindeutig zuordenbar. Im Codierbereich ist durch die Bestimmung der Distanzänderungen beim Durchfahren des Codierbereichs mit dem Sensor die Codierung und somit eine zum Segment eineindeutig zugeordnete Identifikationsinformation bestimmbar. In einer Liste im Speicher einer Auswerteeinheit ist zu jeder Identifikationsinformation eine Schienenposition hinterlegt. Somit ist aus der Identifizierung des Segments und der nachfolgenden Detection area of the segment a position on the segment can be uniquely assigned to each measured distance. In the coding area, by determining the changes in distance when the sensor traverses the coding area, the coding and thus identification information that is uniquely assigned to the segment can be determined. A rail position is stored for each piece of identification information in a list in the memory of an evaluation unit. Thus, from the identification of the segment and the following
Distanzmessung im Erfassungsbereich des Segments eine absolute Schienenposition des Mobilteils bestimmbar. Distance measurement in the detection area of the segment, an absolute rail position of the mobile part can be determined.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Schiene eine Lauffläche auf, auf welcher ein Rad des Mobilteils abrollbar ist, wobei das Segment beabstandet ist von der Lauffläche. Von Vorteil ist dabei, dass die Bewegung des Mobilteils ungestört von dem Segment ausführbar ist. Das Abrollverhalten ist also gleichmäßig, obwohl die hintereinander angeordneten Segmente eine ungleichmäßige Gesamtoberfläche bereitstellen. In an advantageous embodiment, the rail has a running surface on which a wheel of the mobile part can be rolled, the segment being spaced from the running surface. The advantage here is that the movement of the mobile part can be carried out undisturbed by the segment. The rolling behavior is therefore uniform, although the segments arranged one behind the other provide an uneven overall surface.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Oberfläche des Erfassungsbereichs des jeweiligen Segments zu einer Geraden, die parallel zur Schienenrichtung ausgerichtet und schneidet den Sensor, eine insbesondere kürzeste Distanz aufweist, welche in Schienenrichtung monoton abnimmt, insbesondere proportional zur Schienenlänge und/oder zum auf den Codierbereich des Segments bezogenen Abstand abnimmt. Alternativ ist auch ein Zunehmen realisierbar. Von Vorteil ist dabei, dass im Erfassungsbereich der Distanz eine Schienenposition eineindeutig zuordenbar ist. In an advantageous embodiment, the surface of the detection area of the respective segment is on a straight line that is aligned parallel to the rail direction and intersects the sensor, has a particularly shortest distance that decreases monotonically in the rail direction, in particular proportional to the rail length and / or to the coding area of the Segment-related distance decreases. Alternatively, an increase is also possible. The advantage here is that a rail position can be uniquely assigned to the distance in the detection area.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Schiene als Profilteil, insbesondere In an advantageous embodiment, the rail is a profile part, in particular
Stranggussprofilteil, ausgeführt, insbesondere wobei die Schiene mehrstückig ausgeführt ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache und kostengünstige Herstellung ermöglicht ist. Bei mehrstückiger Ausführung werden die Schienenstücke in Schienenrichtung hintereinander aneinander angeordnet. Continuously cast profile part executed, in particular wherein the rail is made in several pieces. The advantage here is that simple and inexpensive production is possible. In the case of a multi-piece design, the rail sections are arranged one behind the other in the rail direction.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Distanz vom Sensor zeitlich wiederkehrend bestimmt und der Sensor ist zur Weiterleitung der dabei vom Sensor erfassten Werte der Distanz über einen Datenübertragungskanal mit einer Auswerteeinheit verbunden, wobei die Auswerteeinheit als Mittel zur Bestimmung der Schienenposition des Sensors und/oder des Mobilteils fungiert. Von Vorteil ist dabei, dass die Auswerteeinheit auf dem Mobilteil oder stationär anordenbar ist. Im letztgenannten Fall muss allerdings ein In an advantageous embodiment, the distance from the sensor is determined recurring over time and the sensor is connected to an evaluation unit via a data transmission channel to forward the values of the distance recorded by the sensor, the evaluation unit being used as a means for determining the rail position of the sensor and / or the mobile part acts. The advantage here is that the evaluation unit can be arranged on the mobile part or stationary. In the latter case, however, a
Kommunikationskanal zum Mobilteil vorgesehen werden. Communication channel to the handset are provided.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist jedem Segment ein Codierbereich, insbesondere zur individuellen Identifikation des Segments in der Schienenanlage, zugeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass jedem Segment eine Identifikationsinformation zuordenbar ist. In an advantageous embodiment, each segment is assigned a coding area, in particular for the individual identification of the segment in the rail system. The advantage here is that identification information can be assigned to each segment.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Codierbereich ein Höhenprofil auf, das in Schienenrichtung nacheinander, insbesondere aneinander angrenzende, Bereiche aufweist, deren jeweils kleinster Abstand zu der Geraden in Schienenrichtung nacheinander verschiedene diskrete Werte aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass eine In an advantageous embodiment, the coding region has a height profile which has regions in succession in the rail direction, in particular adjacent regions, the smallest distance of which from the straight line in the rail direction has successively different discrete values. The advantage here is that a
Identifikationsinformation codierbar ist mittels des Höhenprofils des Segments. Identification information can be coded by means of the height profile of the segment.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Bereiche in Schienenrichtung vorzugsweise gleich lang ausgeführt, insbesondere also weist jeder Bereich die Länge A / N auf, wobei A die Länge des Codierbereichs in Schienenrichtung ist, wobei N die Anzahl der Bereiche des Codierbereichs ist. Von Vorteil ist dabei, dass die diskreten Werte bei konstanter Fahrgeschwindigkeit des Mobilteils gleichmäßig hintereinander detektierbar sind. In an advantageous embodiment, the areas in the rail direction are preferably of the same length, so in particular each area has the length A / N, where A is the length of the coding area in the rail direction, where N is the number of areas of the coding area. The advantage here is that the discrete values can be detected evenly one after the other at a constant travel speed of the mobile part.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Betrag des Unterschieds zwischen den zu der Geraden gemessenen kürzesten Abständen von jeweils zwei zueinander nächstbenachbarten Bereichen kleiner als m * A / N, wobei A die Länge des Codierbereichs in Schienenrichtung ist, In an advantageous embodiment, the magnitude of the difference between the shortest distances measured in relation to the straight line between two areas that are closest to each other is less than m * A / N, where A is the length of the coding area in the direction of the rail,
wobei N die Anzahl der Bereiche des Codierbereichs ist, where N is the number of areas of the coding area,
wobei m die Steigung des Segments im Erfassungsbereich ist, also der Betrag des Quotienten aus der auf die Gerade bezogenen Abstandsänderung und der in Schienenrichtung gemessenen Länge des Erfassungsbereichs. Von Vorteil ist dabei, dass der Codierbereich vom Erfassungsbereich des Segments durch Auswertung der Änderungen unterscheidbar ist. where m is the gradient of the segment in the detection area, i.e. the amount of the quotient from the change in distance in relation to the straight line and the length of the detection area measured in the direction of the rail. The advantage here is that the coding area can be distinguished from the detection area of the segment by evaluating the changes.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Sensor die Distanz zeitlich wederkehrend mit einer derartigen Wiederholungsrate erfasst und die Geschwindigkeit des Mobilteils derart begrenzt, dass die auf die Gerade bezogenen Abstandsänderungsbeträge innerhalb des Codierbereichs viel größer als im restlichen Erfassungsbereichs des Segments ist. Von Vorteil ist dabei, dass In an advantageous embodiment, the sensor detects the distance recurring in time with such a repetition rate and the speed of the mobile part is limited in such a way that the amount of change in distance related to the straight line within the coding area is much greater than in the remaining detection area of the segment. The advantage here is that
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird zur Auswertung des vom Sensor erzeugten In an advantageous embodiment, the generated by the sensor is evaluated
Sensorsignals, also der vom Sensor erfassten Distanzwerte, die Änderung der Distanzwerte bestimmt, insbesondere wobei der Sensor die Distanz zum jeweils zum Sensor nächstliegenden Sensor signal, that is, the distance values detected by the sensor, determines the change in the distance values, in particular where the sensor is the distance to the closest to the sensor
Segment zeitlich insbesondere regelmäßig wiederkehrend bestimmt und dann, wenn der erfasste Distanzwert sich ändert, der zugehörige Änderungsbetrag bestimmt wird. Von Vorteil ist dabei, dass mittels der Auswertung der Änderungen der Erfassungsbereich vom The segment is determined in a periodically recurring manner, in particular, and the associated change amount is determined when the detected distance value changes. The advantage here is that, by evaluating the changes, the detection area from
Codierbereich unterscheidbar ist. Coding area is distinguishable.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zusätzlich ein odometrisches System zur Erfassung der Schienenposition des Mobilteils vorgesehen, insbesondere wobei ein Laufrad an der oder einer weiteren Lauffläche abrollt. Von Vorteil ist dabei, dass die Sicherheit der Bestimmung der Schienenposition erhöhbar ist. In an advantageous embodiment, an odometric system for detecting the rail position of the mobile part is also provided, in particular with a running wheel rolling on the or another running surface. The advantage here is that the reliability of the determination of the rail position can be increased.
Wichtige Merkmale bei dem Verfahren zum Betreiben eines Schienensystems sind, dass beim Bewegen des Mobilteils in einem ersten Verfahrensschritt aus den im Codierbereich bestimmten Distanzwerten, insbesondere aus den im Codierbereich bestimmten Änderungen der Distanzwerte, das Segment identifiziert wird und aus einem Speicher eine zugehörige dem Segment Important features of the method for operating a rail system are that when the mobile part is moved, in a first method step the segment is identified from the distance values determined in the coding area, in particular from the changes in the distance values determined in the coding area, and an associated segment is identified from a memory
zugeordneten Schienenposition gelesen wird, und in einem zweiten, nach dem ersten Verfahrensschritt ausgeführten Verfahrensschritt aus der vom Sensor im Erfassungsbereich bestimmten Distanz die Entfernung zum Codierbereich des Segments bestimmt wird und aus der Entfernung und der dem Segment zugeordneten Schienenposition die assigned rail position is read, and in a second method step carried out after the first method step, the distance to the coding area of the segment is determined from the distance determined by the sensor in the detection area and from the distance and the rail position assigned to the segment
Schienenposition des Mobilteils bestimmt wird. Rail position of the handset is determined.
Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache und sichere Bestimmung der Schienenposition ausführbar ist. Denn das Segment ist mechanisch robust und somit gegen Umwelteinflüsse stabil ausgeführt. The advantage here is that a simple and reliable determination of the rail position can be carried out. Because the segment is mechanically robust and therefore stable against environmental influences.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird bei konstanter Fahrgeschwindigkeit des Mobilteils aus der Änderung der mittels des Sensors zeitlich nacheinander bestimmten Distanzwerte bestimmt, ob der Sensor aktuell den Codierbereich oder den Erfassungsbereich des jeweiligen Segments detektiert. Von Vorteil ist dabei, dass im Codierbereich die dem Segment zugeordnete Schienenposition bestimmbar ist und im Erfassungsbereich die Position des Mobilteils relativ zu einem Punkt des Segments bestimmbar ist. In an advantageous embodiment, given a constant driving speed of the mobile part, it is determined from the change in the distance values determined one after the other by means of the sensor whether the sensor is currently detecting the coding area or the detection area of the respective segment. The advantage here is that the rail position assigned to the segment can be determined in the coding area and the position of the mobile part relative to a point on the segment can be determined in the detection area.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Schienenposition des Mobilteils zusätzlich odometrisch bestimmt. Von Vorteil ist dabei, dass die Sicherheit der Positionsbestimmung verbesserbar ist. Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen In an advantageous embodiment, the rail position of the mobile part is also determined odometrically. The advantage here is that the security of the position determination can be improved. Further advantages result from the subclaims. The invention is not restricted to the combination of features of the claims. For the person skilled in the art, there are further sensible possible combinations of claims and / or individual claims
Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe. Claim features and / or features of the description and / or the figures, in particular from the task and / or the task posed by comparison with the prior art.
Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert: The invention will now be explained in more detail using schematic illustrations:
In der Figur 1 ist der Positionsbestimmungsbezogene Teil eines erfindungsgemäßen In FIG. 1, the position determination-related part of an inventive
Schienensystems dargestellt. Rail system shown.
Das Schienensystem weist eine Schiene auf und ein entlang der Schiene bewegbares, als Schienenfahrzeug ausgeführtes Mobilteil. The rail system has a rail and a mobile part designed as a rail vehicle and movable along the rail.
Das Mobilteil weist Räder auf, die auf einer Lauffläche der Schiene abrollen. The mobile part has wheels that roll on a running surface of the rail.
Die schiene ist als Profilteil, insbesondere Stranggussprofilteil, gefertigt. Somit weist die Schiene einen Querschnitt auf, der unabhängig von der Schienenposition ist, insbesondere also in Schienenrichtung immer gleich. The rail is made as a profile part, in particular an extruded profile part. The rail thus has a cross section that is independent of the rail position, in particular that is always the same in the rail direction.
Am Mobilteil ist ein Sensor 1 befestigt, welcher als Entfernungsmessgerät fungiert, indem er die Entfernung zwischen Sensor 1 und einem an der Schiene befestigten Codiersystem bestimmt. A sensor 1 is attached to the mobile part and functions as a distance measuring device in that it determines the distance between sensor 1 and a coding system attached to the rail.
Hierzu ist das Codiersystem außerhalb der Lauffläche an der Schiene befestigt, insbesondere mittels Schrauben angeschraubt. For this purpose, the coding system is attached to the rail outside the running surface, in particular screwed on by means of screws.
Das Codiersystem besteht aus vorzugsweise metallischen Segmenten, welche in The coding system consists of preferably metallic segments, which in
Schienenrichtung hintereinander angeordnet sind, insbesondere jeweils einander berührend oder regelmäßig voneinander beabstandet. Rail direction are arranged one behind the other, in particular each touching one another or regularly spaced from one another.
Jedes Segment hat die Länge X und weist einen Codierbereich auf, insbesondere wobei der Codierbereich die Länge A aufweist, wobei A kleiner als X ist. Each segment has the length X and has a coding area, in particular the coding area having the length A, where A is smaller than X.
Außerhalb des Codierbereichs 2 ist ein Erfassungsbereich 3 ausgeführt, in welchem die Wandstärke des Segments in Schienenrichtung proportional zur Schienenlänge, insbesondere Abstand zum Codierbereich 2 des jeweiligen Segments, ansteigt. Dieser zur schienenlänge proportionale Anstieg, also Abnahme der Entfernung zu einer durch den Sensor 1 Outside the coding area 2 there is a detection area 3 in which the wall thickness of the segment in the rail direction increases proportionally to the rail length, in particular the distance to the coding area 2 of the respective segment. This increase, which is proportional to the length of the rail, i.e. the decrease in the distance to a through the sensor 1
verlaufenden, parallel zur Schiene ausgerichteten Geraden, weist den Wert m auf. Die Wandstärke ist dabei die Dicke des Segments, welche senkrecht zur Schienenrichtung gemessen wird, insbesondere in Richtung zum Sensor 1 hin, insbesondere also in der Richtung derjenigen Gerade, welche senkrecht zur Schienenrichtung durch den Sensor 1 verläuft. running straight lines aligned parallel to the rail has the value m. The wall thickness is the thickness of the segment, which is measured perpendicular to the rail direction, in particular in the direction of the sensor 1, in particular in the direction of that straight line which runs through the sensor 1 perpendicular to the rail direction.
Der Codierbereich 2 weist ein Höhenprofil, also einen in Schienenrichtung gesehenen Wandstärkeverlauf, auf, welcher in Schienenrichtung nacheinander verschiedene diskrete Werte aufweist. Der Codierbereich 2 weist in Schienenrichtung die Länge A auf und enthält N Plateaus, codiert also N diskrete Abstandswerte. Dabei sind die Plateaus in Schienenrichtung vorzugsweise gleich lang, insbesondere also weist jedes der Plateaus die Länge A / N auf. The coding area 2 has a height profile, that is to say a profile of the wall thickness seen in the rail direction, which has different discrete values one after the other in the rail direction. The coding area 2 has the length A in the direction of the rail and contains N plateaus, that is to say codes N discrete distance values. The plateaus are preferably of the same length in the direction of the rails, so in particular each of the plateaus has the length A / N.
Bevorzugt ist die Codierung derart ausgeführt, dass der Unterschied zwischen jeweils zwei nächstbenachbarten Plateaus kleiner ist als m * A / N. Somit ist beim Vorbeifahren des Mobilteils zusammen mit dem Sensor 1 der Codierbereich 2 klar erkennbar. Denn die Änderung pro Schienenlänge ist innerhalb des Codierbereichs 2 viel größer als im restlichen Erfassungsbereichs 3 des Segments. The coding is preferably carried out in such a way that the difference between two next adjacent plateaus is smaller than m * A / N. Thus, when the mobile part drives past, the coding area 2 is clearly recognizable together with the sensor 1. This is because the change per rail length is much greater within the coding area 2 than in the rest of the detection area 3 of the segment.
Die Auswertung des vom Sensor erzeugten Sensorsignals, also der vom Sensor 1 erfassten Distanzwerte erfolgt, indem die Änderung der Distanzwerte bestimmt wird. Der Sensor 1 erfasst die Distanz zum jeweils zum Sensor 1 nächstliegenden Segment zeitlich regelmäßig wiederkehrend. Wenn dabei der erfasst Distanzwert sich ändert, wird der zugehörige Änderungsbetrag bestimmt. The evaluation of the sensor signal generated by the sensor, that is to say the distance values detected by the sensor 1, takes place by determining the change in the distance values. The sensor 1 detects the distance to the segment closest to the sensor 1 in a regularly recurring manner. If the detected distance value changes in the process, the associated change amount is determined.
Wenn also von einer grob gesprochen konstanten Fahrgeschwindigkeit des Mobilteils ausgegangen wird, lässt sich aus dem Änderungsbetrag bestimmen, ob gerade der If, roughly speaking, a constant driving speed of the mobile part is assumed, the amount of change can be used to determine whether the
Codierbereich 12 oder der Erfassungsbereich 3 vom Sensor 1 erfasst wird. Coding area 12 or the detection area 3 is detected by the sensor 1.
Jedem Segment ist ein Codierbereich 2 zugeordnet. Beim Durchfahren der Schienenanlage wird also bei jedem Segment zunächst der Codierbereich 2 überfahren und dadurch das Segment individuell identifizierbar. Danach wird im Erfassungsbereich die Distanz zwischen Sensor 1 und dem Segment bestimmt und aus dem so bestimmten Distanzwert die A coding area 2 is assigned to each segment. When driving through the rail system, the coding area 2 is first passed over for each segment and the segment can thus be individually identified. Then the distance between sensor 1 and the segment is determined in the detection area and the distance value determined in this way
Schienenposition innerhalb des Segments. Da bei Inbetriebnahme zunächst in einer Referenzfahrt jedem Codierbereich 2 eine jeweilige Schienenposition zugeordnet wurde, kann auf diese Weise die genaue Position des Mobilteils in Schienenrichtung bestimmt werden. Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird zusätzlich am Mobilteil ein odometrischer Sensor vorgesehen, der vorzugsweise ein an der Schiene abrollendes Laufrad aufweist, dessen Winkelposition als odometrisch bestimmte Schienenposition verwendbar ist. Rail position within the segment. Since a respective rail position was initially assigned to each coding area 2 in a reference run during commissioning, the exact position of the mobile part in the direction of the rail can be determined in this way. In further exemplary embodiments according to the invention, an odometric sensor is additionally provided on the mobile part, which preferably has a running wheel rolling on the rail, the angular position of which can be used as an odometrically determined rail position.
Somit ist eine erhöhte Sicherheit bei der Bestimmung der Schienenposition erreichbar. In this way, increased security can be achieved when determining the rail position.
Bezugszeichenliste List of reference symbols
1 Sensor 1 sensor
2 Codierbereich 2 coding area
3 Erfassungsbereich 3 detection area

Claims

Patentansprüche: Patent claims:
1. Schienensystem mit Schiene, Codiersystem und entlang der Schiene bewegbarem Mobilteil, wobei das Codiersystem in Schienenrichtung hintereinander angeordnete Segmente aufweist, die an der Schiene befestigt sind, insbesondere angeschraubt sind, wobei das Mobilteil einen Sensor zur Bestimmung der Distanz zwischen dem Sensor und dem zum Sensor nächstbenachbarten Segment des Codiersystems aufweist, wobei jedes Segment einen Codierbereich und einen Erfassungsbereich aufweist. 1. Rail system with rail, coding system and mobile part movable along the rail, the coding system having segments arranged one behind the other in the direction of the rail, which are fastened to the rail, in particular screwed on, the mobile part having a sensor for determining the distance between the sensor and the to Sensor having next adjacent segment of the coding system, each segment having a coding area and a detection area.
2. Schienensystem nach Anspruch 1 , 2. Rail system according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Schiene eine Lauffläche aufweist, auf welcher ein Rad des Mobilteils abrollbar ist, wobei das Segment beabstandet ist von der Lauffläche. the rail has a running surface on which a wheel of the mobile part can roll, the segment being spaced from the running surface.
3. Schienensystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, 3. Rail system according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Oberfläche des Erfassungsbereichs des Segments zu einer Geraden, die parallel zur Schienenrichtung ausgerichtet ist und den Sensor schneidet, eine insbesondere kürzeste Distanz aufweist, welche in Schienenrichtung monoton abnimmt, insbesondere proportional zur Schienenlänge und/oder zum Abstand zum Codierbereich des Segments abnimmt. the surface of the detection area of the segment to a straight line which is aligned parallel to the rail direction and intersects the sensor, in particular has a shortest distance which decreases monotonically in the rail direction, in particular decreases proportionally to the rail length and / or to the distance to the coding area of the segment.
4. Schienensystem nach Anspruch 1 oder 2, 4. Rail system according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Oberfläche des Erfassungsbereichs des Segments zu einer Geraden, die parallel zur Schienenrichtung ausgerichtet ist und den Sensor schneidet, eine insbesondere kürzeste Distanz aufweist, welche in Schienenrichtung monoton zunimmt, insbesondere proportional zur Schienenlänge und/oder zum Abstand zum Codierbereich des Segments zunimmt. the surface of the detection area of the segment to a straight line which is aligned parallel to the rail direction and intersects the sensor, has a particularly shortest distance which increases monotonically in the rail direction, in particular increases proportionally to the rail length and / or to the distance to the coding area of the segment.
5. Schienensystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, 5. Rail system according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Schiene als Profilteil, insbesondere Stranggussprofilteil, ausgeführt ist, insbesondere wobei die Schiene mehrstückig ausgeführt ist. the rail is designed as a profile part, in particular a continuous cast profile part, in particular wherein the rail is made in several pieces.
6. Schienensystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, 6. Rail system according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Distanz vom Sensor zeitlich wiederkehrend bestimmt wird und der Sensor zur the distance from the sensor is determined in a recurring manner and the sensor for
Weiterleitung der dabei vom Sensor erfassten Werte der Distanz über einen Forwarding of the distance values recorded by the sensor via a
Datenübertragungskanal mit einer Auswerteeinheit verbunden ist, wobei die Auswerteeinheit als Mittel zur Bestimmung der Schienenposition des Sensors und/oder des Mobilteils fungiert. Data transmission channel is connected to an evaluation unit, the evaluation unit acting as a means for determining the rail position of the sensor and / or the mobile part.
7. Schienensystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, 7. Rail system according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
jedem Segment ein Codierbereich 2, insbesondere zur individuellen Identifikation des a coding area 2 for each segment, in particular for the individual identification of the
Segments in der Schienenanlage, zugeordnet ist, und/oder dass der Codierbereich ein Höhenprofil aufweist, das in Schienenrichtung nacheinander, insbesondere aneinander angrenzende, Bereiche aufweist, deren jeweils kleinster Abstand zu der Geraden in Schienenrichtung nacheinander verschiedene diskrete Werte aufweist. Segments in the rail system, and / or that the coding area has a height profile which has successively in the rail direction, in particular adjacent areas, the smallest distance from the straight line in the rail direction successively having different discrete values.
8. Schienensystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, 8. Rail system according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Bereiche in Schienenrichtung vorzugsweise gleich lang ausgeführt sind, insbesondere also jeder Bereich die Länge A / N aufweist, wobei A die Länge des Codierbereichs in Schienenrichtung ist, the areas in the rail direction are preferably of the same length, i.e. in particular each area has the length A / N, where A is the length of the coding area in the rail direction,
wobei N die Anzahl der Bereiche des Codierbereichs ist. where N is the number of areas of the coding area.
9. Schienensystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, 9. Rail system according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der Betrag des Unterschieds zwischen den zu der Geraden gemessenen kürzesten Abständen von jeweils zwei zueinander nächstbenachbarten Bereichen kleiner ist als m * A / N, wobei A die Länge des Codierbereichs in Schienenrichtung ist, the amount of the difference between the shortest distances measured to the straight line between two areas that are closest to each other is smaller than m * A / N, where A is the length of the coding area in the direction of the rail,
wobei N die Anzahl der Bereiche des Codierbereichs ist, where N is the number of areas of the coding area,
wobei m die Steigung des Segments im Erfassungsbereich ist, also der Betrag des Quotienten aus der auf die Gerade bezogenen Abstandsänderung und der in Schienenrichtung gemessenen Länge des Erfassungsbereichs. where m is the gradient of the segment in the detection area, i.e. the amount of the quotient from the change in distance in relation to the straight line and the length of the detection area measured in the direction of the rail.
10. Schienensystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, 10. Rail system according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der Sensor die Distanz zeitlich wederkehrend mit einer derartigen Wiederholungsrate erfasst und die Geschwindigkeit des Mobilteils derart begrenzt ist, dass die auf die Gerade bezogenen Abstandsänderungsbeträge innerhalb des Codierbereichs 2 viel größer als im restlichen Erfassungsbereichs 3 des Segments ist. the sensor detects the distance recurring over time with such a repetition rate and the speed of the mobile part is limited in such a way that the amount of change in distance related to the straight line within the coding area 2 is much greater than in the remaining detection area 3 of the segment.
11. Schienensystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, 11. Rail system according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
zur Auswertung des vom Sensor erzeugten Sensorsignals, also der vom Sensor 1 erfassten Distanzwerte, die Änderung der Distanzwerte bestimmt wird, insbesondere wobei der Sensor die Distanz zum jeweils zum Sensor nächstliegenden for evaluating the sensor signal generated by the sensor, that is to say the distance values detected by the sensor 1, the change in the distance values is determined, in particular the sensor being the distance to the closest to the sensor
Segment zeitlich insbesondere regelmäßig wiederkehrend bestimmt und dann, wenn der erfasste Distanzwert sich ändert, der zugehörige Änderungsbetrag bestimmt wird. The segment is determined in a periodically recurring manner, in particular, and the associated change amount is determined when the detected distance value changes.
12. Schienensystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, 12. Rail system according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
zusätzlich ein odometrisches System zur Erfassung der Schienenposition des Mobilteils vorgesehen ist, insbesondere wobei ein Laufrad an der oder einer weiteren Lauffläche abrollt. In addition, an odometric system for detecting the rail position of the mobile part is provided, in particular with a running wheel rolling on the or another running surface.
13. Verfahren zum Betreiben eines Schienensystems nach einem der vorangegangenen Ansprüche, 13. A method for operating a rail system according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
beim Bewegen des Mobilteils in einem ersten Verfahrensschritt aus den im Codierbereich bestimmten Distanzwerten, insbesondere aus den im Codierbereich bestimmten Änderungen der Distanzwerte, das Segment identifiziert wird und aus einem Speicher eine zugehörige dem Segment zugeordneten Schienenposition gelesen wird, und in einem zweiten, nach dem ersten Verfahrensschritt ausgeführten Verfahrensschritt aus der vom Sensor im Erfassungsbereich bestimmten Distanz die Entfernung zum Codierbereich des Segments bestimmt wird und aus der Entfernung und der dem Segment zugeordneten Schienenposition die When moving the mobile part in a first method step from the distance values determined in the coding area, in particular from the changes in the distance values determined in the coding area, the segment is identified and an associated rail position assigned to the segment is read from a memory, and in a second, after the first The method step carried out in the method step is used to determine the distance to the coding area of the segment from the distance determined by the sensor in the detection area, and from the distance and the rail position assigned to the segment
Schienenposition des Mobilteils bestimmt wird. Rail position of the handset is determined.
14. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, 14. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
bei konstanter Fahrgeschwindigkeit des Mobilteils wird aus der Änderung der mittels des Sensors zeitlich nacheinander bestimmten Distanzwerte bestimmt, ob der Sensor aktuell den Codierbereich oder den Erfassungsbereich des jeweiligen Segments detektiert. With a constant travel speed of the mobile part, it is determined from the change in the distance values determined one after the other by means of the sensor whether the sensor is currently detecting the coding area or the detection area of the respective segment.
15. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, 15. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Schienenposition des Mobilteils zusätzlich odometrisch bestimmt wird. the rail position of the mobile part is also determined odometrically.
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